一种劣质重油的加氢处理方法技术

本发明专利技术公开了一种劣质重油加氢处理方法。该的方法采用立式膜芯式反应器，该反应器包括反应器本体、进料分布盘和中空催化剂膜芯元件；其中所述反应器本体设置有进料口和出料口，所述的中空催化剂膜芯元件竖直设置于反应器本体内部，所述的中空催化剂膜芯为设置有中空通道的膜层催化剂；所述中空催化剂膜芯包括载体组分和加氢活性金属组分。本发明专利技术方法能够将劣质重油全馏分转化为轻质燃料油和重质燃料油，且重质燃料油性质良好，装置运转周期长。

A hydrotreating method of inferior heavy oil

【技术实现步骤摘要】
一种劣质重油的加氢处理方法
本专利技术涉及一种劣质重油的加氢处理方法，尤其是一种金属杂质含量高、残炭含量高的劣质重油的加氢处理方法。
技术介绍
随着石油的日益变重、质量变差，给石油加工带来越来越大的困难。重油中含有大量金属杂质如Ni、V等，大部分金属杂质存在于沥青质中，是很难脱除的成分。通常根据重油中金属杂质的含量来选择加工工艺。当金属杂质V+Ni含量200μg/g以下，残炭值15％以下时，可以采用固定床工艺。固定床的工艺过程简单，投资小，容易维护，是重油加氢工艺过程的首选。当金属杂质V+Ni含量200μg/g以上，残炭值15％以上时，一般采用沸腾床或悬浮床工艺。但是，沸腾床工艺极其复杂，装置投资大，很难维护，这是造成该工艺不易推广的重要原因。而悬浮床工艺也是比较复杂的，工艺也存在很多问题，不易推广。溶剂脱沥青是用萃取的方法将重质油中的胶质和沥青质取出，以生产脱沥青油和脱油沥青。目前，溶剂脱沥青在加工重质油方面，主要目的是获得脱沥青油，以作为催化裂化、固定床加氢处理等工艺的原料。但对于脱油沥青来说，由于其主要成分是沥青质，沥青质的基本结构单元是多个芳香环组成的稠合芳香环系，其周围连接有若干个环烷环、芳香环，环上带有若干个长度不一的烷基侧链，芳核结构中还有S、N、O杂原子基团，同时含有络合V，Ni等多种金属。沥青质由若干个这类结构单元以烷基或杂原子形成的桥键连接而成，以缔合状态存在，是加氢反应中主要的结焦前驱物，因此，受现有加氢工艺的限制，很难将沥青质组分有效地转化为轻质燃料油。因此，能够经济有效地将高沥青质原料转化为轻质燃料油是本领域中的一个难题。CN200910162163.9公开了一种组合工艺加工劣质原油的方法。该方法是将劣质原油原料先经溶剂脱沥青得到脱沥青油；脱沥青油经预热后进入催化转化反应器的第一反应区，反应生成的油气和用过的催化剂任选与轻质原料油混合后进入第二反应区进行裂化反应、氢转移反应和异构化反应，经液固分离后，反应产物进一步分离为干气、液化气、汽油、柴油和催化蜡油，其中第一反应区和第二反应区反应条件足以使反应得到占原料油12％～60％的催化蜡油，催化蜡油加氢后引入催化转化装置进一步反应得到轻质燃料油产品，尤其是高辛烷值汽油。该方法主要是将脱沥青油转化为轻质燃料油，而并未涉及到脱油沥青的后续加工。CN201110352418.5公开了一种劣质重油加工方法。该方法包括：(1)劣质重油原料进入溶剂脱沥青装置，得到脱沥青油和脱油沥青；(2)将步骤(1)得到的脱油沥青进入沸腾床加氢处理装置，在氢气和沸腾床加氢处理催化剂存在下，进行沸腾床加氢处理；(3)将步骤(2)得到的沸腾床加氢处理反应流出物与脱沥青油混合进入固定床加氢处理装置，在氢气与固定床加氢处理催化剂存在下，进行固定床加氢处理，固定床加氢处理反应流出物得到的生成油作为催化裂化装置的原料。沸腾床工艺复杂，设备昂贵，固定资产投资大。CN200410050788.3公开了一种劣质重油或渣油的处理方法。该方法包括：重油或渣油原料先进入溶剂抽提装置；所得的脱沥青油进入固定床加氢处理装置进行加氢处理；所得的加氢尾油进入催化裂化装置，其中所得的油浆与脱油沥青一起进入悬浮床加氢装置，产物经分离得到轻质馏分和未转化尾油，其中未转化尾油循环至溶剂抽提装置。该方法还可将悬浮床加氢产生的轻石脑油作为溶剂抽提装置的溶剂。悬浮床加氢催化剂是均相催化剂，易使结焦物吸附在催化剂的活性中心，使其快速失活。综上，对于金属杂质含量高、残炭含量高的劣质重油的加氢处理，现有技术中的固定床工艺、沸腾床工艺和悬浮床工艺都各有弊端，一种更加适用于劣质重油加氢处理的方法一直是本领域的研究热点。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种劣质重油的加氢处理方法。本专利技术方法能够将劣质重油全馏分转化为轻质燃料油和重质燃料油，且重质燃料油性质良好，装置运转周期长。本专利技术提供一种劣质重油的加氢处理方法，采用立式膜芯式反应器，该反应器包括反应器本体、进料分布盘和中空催化剂膜芯元件；其中所述反应器本体设置有进料口和出料口，所述的中空催化剂膜芯元件竖直设置于反应器本体内部，所述的中空催化剂膜芯为设置有中空通道的膜层催化剂，所述反应器本体与中空催化剂膜芯元件周侧之间形成物料空间；所述中空催化剂膜芯包括载体组分和加氢活性金属组分，优选地，以中空催化剂膜芯的重量为基准，加氢活性金属的含量为30％～70％，优选为40％～70％；劣质重油与氢气由进料口进入立式膜芯式反应器，在加氢处理条件下，与中空催化剂膜芯接触进行加氢处理反应，所得加氢处理产物由出料口排出反应器。所述膜芯式反应器可以采用一个，也可以采用多个反应器串联，每个膜芯式反应器中，采用一个中空催化剂膜芯元件或采用多个并联的中空催化剂膜芯元件，该中空催化剂膜芯元件采用一个中空催化剂膜芯或者采用多个并联的中空催化剂膜芯，每个膜芯式反应器中，所述中空催化剂膜芯的总个数为1～24。所述中空催化剂膜芯的性质如下：体积密度为0.36～0.65g/cm3，侧压强度≥12N/mm，一般为12～30N/mm，孔容为0.5～1.2mL/g，比表面积为40～150m2/g，平均孔直径为20～65nm。优选地，所述中空催化剂膜芯的孔分布如下：孔道直径在10nm以上所占的孔容占总孔容的80％以上，优选为90％以上；进一步地，孔道直径在10nm以下所占的孔容占总孔容的20％以下，优选为10％以下，孔道直径10～30nm所占的孔容占总孔容的35％以下，优选为12％～35％，孔道直径为30～100nm所占的孔容占总孔容40％以上，优选为45％～80％，孔道直径在100nm以上的所占的孔容占总孔容的50％以下，优选为8％～30％。所述的中空催化剂膜芯的外形可以为柱状，比如圆柱状、棱柱状等。所述的中空催化剂膜芯中的中空通道的横截面可以为圆形、椭圆形、三角形、多边形或异形。所述膜芯式反应器中，中空催化剂膜芯优选为同心环状圆柱体，中空催化剂膜芯的高与外径比为1～20：1，优选为1.5～15：1，外径与内径之比为1.2～50：1，优选为2～30：1。优选地，所用的中空催化剂膜芯的高一般在2000mm以下。所述中空催化剂膜芯中，载体采用氧化铝基载体，其中也可以含有助剂组分，比如硅、镁、钛、锆中的至少一种，所述助剂含量以元素计占载体组分重量的15％以下。所述的加氢活性金属组分采用第VIB族和/或第VIII族金属组分，第VIB族金属优选为W、Mo中的至少一种，第VIII族金属优选为Ni、Co中的至少一种，进一步优选为第VIB族金属以氧化物计与第VIII族金属以氧化物计的重量含量之比为1～8:1，优选为1～6:1。所述中空催化剂膜芯的制备方法可以采用发泡法、溶胶凝胶造孔法和胶束模板剂法中的至少一种方法制备含氢氧化铝的混合料，然后利用模具压制成具有中空通道的中空催化剂膜芯中间体，再经干燥和焙烧，得到中空催化剂膜芯。本专利技术所述的发泡法可以采用拟薄水铝石、水、粘结剂和树脂混合，利用模具压制成具有中空通道的中空催化剂膜芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种劣质重油的加氢处理方法，采用立式膜芯式反应器，该反应器包括反应器本体、进料分布盘和中空催化剂膜芯元件；其中所述反应器本体设置有进料口和出料口，所述的中空催化剂膜芯元件竖直设置于反应器本体内部，所述的中空催化剂膜芯为设置有中空通道的膜层催化剂，所述反应器本体与中空催化剂膜芯元件周侧之间形成物料空间；所述中空催化剂膜芯包括载体组分和加氢活性金属组分，优选地，以中空催化剂膜芯的重量为基准，加氢活性金属的含量为30％～70％，优选为40％～70％；劣质重油与氢气由进料口进入立式膜芯式反应器，在加氢处理条件下，与中空催化剂膜芯接触进行加氢处理反应，所得加氢处理产物由出料口排出反应器。/n

【技术特征摘要】
1.一种劣质重油的加氢处理方法，采用立式膜芯式反应器，该反应器包括反应器本体、进料分布盘和中空催化剂膜芯元件；其中所述反应器本体设置有进料口和出料口，所述的中空催化剂膜芯元件竖直设置于反应器本体内部，所述的中空催化剂膜芯为设置有中空通道的膜层催化剂，所述反应器本体与中空催化剂膜芯元件周侧之间形成物料空间；所述中空催化剂膜芯包括载体组分和加氢活性金属组分，优选地，以中空催化剂膜芯的重量为基准，加氢活性金属的含量为30％～70％，优选为40％～70％；劣质重油与氢气由进料口进入立式膜芯式反应器，在加氢处理条件下，与中空催化剂膜芯接触进行加氢处理反应，所得加氢处理产物由出料口排出反应器。


2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述膜芯式反应器采用一个，或采用多个串联的反应器，每个膜芯式反应器中，采用一个中空催化剂膜芯元件或采用多个并联的中空催化剂膜芯元件，该中空催化剂膜芯元件采用一个中空催化剂膜芯或者采用多个并联的中空催化剂膜芯，每个膜芯式反应器中，所述中空催化剂膜芯的总个数为1～24。


3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述中空催化剂膜芯的性质如下：体积密度为0.36～0.65g/cm3，侧压强度≥12N/mm，优选为12～30N/mm，孔容为0.5～1.2mL/g，比表面积为40～150m2/g，平均孔直径为20～65nm；
优选地，所述中空催化剂膜芯的孔分布如下：孔道直径在10nm以上所占的孔容占总孔容的80％以上，优选为90％以上；进一步地，孔道直径在10nm以下所占的孔容占总孔容的20％以下，优选为10％以下，孔道直径10～30nm所占的孔容占总孔容的35％以下，优选为12％～35％，孔道直径为30～100nm所占的孔容占总孔容40％以上，优选为45％～80％，孔道直径在100nm以上的所占的孔容占总孔容的50％以下，优选为8％～30％。


4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述膜芯式反应器中，中空催化剂膜芯为同心环状圆柱体，其高与外径比为1～20：1，优选为1.5～15：1，外径与内径之比为1.2～50：1，优选为2～30：1；优选地，所用的中空催化剂膜芯的高在2000mm以下。


5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述中空催化剂膜芯中，载体采用氧化铝基载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鼎聪，
申请(专利权)人：中山市亿鼎杰纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44